3.1. Общие положения
Коэффициент сжимаемости вычисляют по формуле
, (1)
где и - фактор сжимаемости соответственно при рабочих и стандартных условиях.
Рабочие условия характеризуются такими давлениями и температурами, которые определяются измерениями в процессе добычи, переработки и транспортирования природного газа. Давление и температура при стандартных условиях приведены в ГОСТ 30319.0.
3.2. Методы расчета коэффициента сжимаемости
3.2.1. Пределы применимости методов расчета и погрешности расчета коэффициента сжимаемости
В таблице 1 приведены общие результаты апробации методов расчета и область их применения. Апробация проведена на обширном массиве высокоточных экспериментальных данных о факторе сжимаемости природного газа [1-12].
Таблица 1 - Результаты апробации и область применения методов расчета коэффициента сжимаемости природного газа
Метод расчета | Область применения и погрешность метода расчета | Отклонения от экспериментальных данных | |||||
Область применения | , кг/м | , МПа | Погреш- | , % | , % | ||
NX19 мод. | 32, МДж/м40 | <0,70 | <3 | 0,12 | -0,02 | +0,07 | -0,09 |
3-7 | 0,18 | -0,01 | +0,37 | -0,10 | |||
>7 | 0,41 | 0,17 | +0,59 | -0,08 | |||
0,70-0,75 | <3 | 0,13 | 0,01 | +0,14 | -0,13 | ||
3-7 | 0,29 | 0,12 | +0,46 | -0,15 | |||
>7 | 0,42 | 0,27 | +0,66 | -0,12 | |||
>0,75 | <3 | 0,20 | 0,05 | +0,41 | -0,13 | ||
3-7 | 0,57 | 0,24 | +1,06 | -0,25 | |||
>7 | 1,09 | 0,34 | +1,65 | -0,40 | |||
0,74-1,00 (смеси с HS) | 0,1-11 | 0,15 | -0,02 | +0,09 | -0,10 | ||
УС | 20, МДж/м48 | <0,70 | <3 | 0,11 | 0,01 | +0,13 | -0,04 |
3-7 | 0,15 | 0,02 | +0,51 | -0,06 | |||
>7 | 0,20 | 0,03 | +0,63 | -0,06 | |||
0,70-0,75 | <3 | 0,12 | -0,01 | +0,08 | -0,17 | ||
3-7 | 0,15 | -0,02 | +0,11 | -0,43 | |||
>7 | 0,19 | 0,02 | +0,16 | -0,34 | |||
>0,75 | <3 | 0,13 | 0,01 | +0,26 | -0,12 | ||
3-7 | 0,15 | -0,01 | +0,15 | -0,30 | |||
>7 | 0,19 | 0,01 | +0,65 | -0,31 | |||
0,74-1,00 (смеси с HS) | 0,1-11 | 2,10 | -0,66 | +0,06 | -3,10 | ||
УС | 20, МДж/м48 | <0,70 | <3 | 0,10 | -0,01 | +0,03 | -0,06 |
3-7 | 0,11 | -0,01 | +0,15 | -0,06 | |||
>7 | 0,12 | 0,02 | +0,19 | -0,04 | |||
0,70-0,75 | <3 | 0,12 | -0,01 | +0,08 | -0,18 | ||
3-7 | 0,15 | -0,03 | +0,11 | -0,43 | |||
>7 | 0,19 | 0,01 | +0,16 | -0,37 | |||
>0,75 | <3 | 0,12 | 0,01 | +0,25 | -0,11 | ||
3-7 | 0,15 | -0,02 | +0,24 | -0,24 | |||
>7 | 0,17 | 0,01 | +0,31 | -0,17 | |||
0,74-1,00 (смеси с HS) | 0,1-11 | 1,30 | -0,38 | +0,06 | -1,88 | ||
УС ВНИЦСМВ | 20, МДж/м48 | <0,70 | <3 | 0,11 | -0,04 | +0,01 | -0,10 |
3-7 | 0,12 | -0,04 | +0,05 | -0,11 | |||
>7 | 0,12 | -0,01 | +0,06 | -0,14 | |||
0,70-0,75 | <3 | 0,12 | -0,03 | +0,08 | -0,17 | ||
3-7 | 0,15 | -0,02 | +0,11 | -0,33 | |||
>7 | 0,18 | 0,02 | +0,13 | -0,27 | |||
>0,75 | <3 | 0,13 | -0,01 | +0,25 | -0,11 | ||
3-7 | 0,15 | -0,01 | +0,18 | -0,25 | |||
>7 | 0,24 | -0,01 | +0,28 | -0,33 | |||
0,74-1,00 (смеси с HS) | 0,1-11 | 0,36 | 0,10 | +0,54 | -0,24 | ||
Примечания: 1 При использовании методов расчета NX19 мод. и УС GERG-91 мод. высшую удельную теплоту сгорания () вычисляют по формуле (52) ГОСТ 30319.1. 2 При использовании методов расчета УС AGA8-92DC и УС ВНИЦ СМВ плотность газа при стандартных условиях () вычисляют по формуле (16) ГОСТ 30319.1, а высшую удельную теплоту сгорания () - по 7.2 ГОСТ 30319.1 (допускается вычислять по формуле (52) ГОСТ 30319.1). |
Погрешность данных не превышает 0,1%.
Для расчета коэффициента сжимаемости природного газа при определении его расхода и количества рекомендуется применять:
1) модифицированный метод NX19 мод. - при распределении газа потребителям;
2) модифицированное уравнение состояния (УС) GERG-91 мод. [13, 14] и УС AGA8-92DC [15] - при транспортировании газа по магистральным газопроводам;
3) уравнение состояния ВНИЦСМВ - при добыче и переработке газа.
Метод NX19 мод. и уравнение состояния GERG-91 мод. могут быть использованы при неизвестном полном компонентном составе природного газа, расчет по этим методам не требует применения ЭВМ.
Расчет по уравнениям состояния AGA8-92DC и ВНИЦ СМВ может быть осуществлен только при наличии ЭВМ и известном полном компонентном составе природного газа, при этом должны быть выдержаны следующие диапазоны концентраций компонентов (в мол. %):
метан 65-100
пропан 3,5
азот 15
сероводород 30
остальные 1
этан 15
бутаны 1,5